[Flash Info Chimie] #30 Des agents anti-cancers activés localement par laser infrarouge

Comment atteindre, spécifiquement des cellules cancéreuses à l’aide d’agents anti-tumoraux efficaces ? C’est LA question fondamentale qui guide les équipes de chimistes travaillant sur les anticancéreux.

Pour comprendre cela, il ne faut pas oublier quelques petites choses

  • [ Le mieux, c’est de supprimer les tumeurs par chirurgie. On enlève toute une zone de l’organe touché, et c’est réglé. Le problème, c’est que toutes les tumeurs ne sont pas accessibles, et que même lorsqu’elles le sont, il faut parfois enlever toute la zone autour pour être sûr que cela soit suffisant. Quand c’est au milieu du cerveau, c’est pas terrible…]
  • TOUS Les composés anti-cancéreux, sont avant tout des composés très toxiques, qui ont tendance à tout tuer, mais (juste) un peu plus les cellules cancéreuses, qui n’ont pas les mêmes capacités de réparation que les cellules saines. (Hein, ceux qui pensent que manger du curcuma, du citron, ou du caca de chèvre, peut soigner les cancers, c’est raté !)
  • Les fenêtres thérapeutiques sont donc étroites : il faut donner un max de composé, mais pas trop sinon on meurt.

Les solutions actuellement à l’étude pourraient être classées dans trois catégories :

  • Faire de nouveaux produits ultra-spécifiques : ciblant une particularité de cellules cancéreuses, ils vont être inoffensifs pour les autres. Ça marche… Mais c’est pas vraiment inoffensif. C’est la stratégie des anticorps monoclonaux (schématiquement : on donne des tumeurs à bouffer à des lapins, qui développent des anticorps, que l’on récupère, trie, sélectionne, puis produit à plus grande échelle), c’est la stratégie aussi des inhibiteurs tyrosine kinase comme le fameux Imatinib,… Par rapport aux anti-cancéreux plus vieux, ils marchent bien, et comme ils ciblent mieux les cellules cancéreuses, on peut en donner plus sans tuer le patient. Il y a cependant des progrès à faire, entre le manque d’efficacité de certains, et effets secondaires très importants pour d’autres…
  • Vectoriser des produits déjà connus (ou des nouveaux, mais pourquoi s’embêter ?) : On embarque l’agent anti-cancéreux sur une plateforme, qui va le relarguer au bon endroit : il suffit pour cela que la plateforme soit spécifique des cellules cancéreuses (on peut utiliser des anticorps monoclonaux), ou réagisse à l’une ou l’autre des caractéristiques des tumeurs (pH acide, milieu réducteur, présence de certains marqueurs de surface, voire même la taille des pores dans les vaisseaux sanguins qui l’irriguent)
  • Activer des produits depuis l’extérieur, en stimulant la zone dans laquelle la tumeur se trouve : le produit est réparti dans tout l’organisme, mais il est inoffensif. Par contre, dans la partie du corps qui est stimulée (par un laser, par ultrason, etc. ) ce produit se transforme en agent tueur

Dans l’article en question ici, publié dans le Journal of American Chemical Society, une équipe chinoise propose une technologie correspondant à la troisième catégorie. L’idée est de transporter un anticancéreux bien connu ( très efficace, mais très toxique !) la doxorubicine grâce à des nanoparticules d’or emprisonnées dans un polymère. L’assemblage, appelé NanoCom-Dox (« pour NanoComposite-Doxorubicine ») est très peu actif lorsqu’il est injecté chez la souris, même si il relargue petit à petit la doxorubicine dans l’organisme.

En jaune, la nanoparticule d'or sur silice, en bleu, le polymère, et en rouge, la doxorubicine (source)

En jaune, la nanoparticule d’or sur silice, en bleu, le polymère, et en rouge, la doxorubicine (source)

 

Voilà, on a une arme intéressante. Il n’y a plus qu’à la déclencher depuis l’extérieur, lorsqu’elle est à proximité de la zone à traiter. Ici, c’est grâce à un laser à infrarouge (ce type de rayonnement a le double avantage d’être inoffensif pour les organismes, et de pouvoir pénétrer profondément, ce qui permet d’atteindre des tumeurs profondes).

En fait, la particule d’or (et de silice) est sensible à ce type de rayonnement, et se met à chauffer. A l’aide d’un laser de 200 mW, la température de 40-45 °C est atteinte en quelques dizaines de secondes. Et cela provoque deux effets :

  • Le premier effet est d’élargir les pores entre les vaisseaux sanguins et les cellules cancéreuses. Le nano-assemblage NanoCom-Dox est gros (près de 300 nm), et pénètre donc difficilement dans les cellules. Grâce à la chaleur provoquée par la lumière infrarouge sur ces assemblages, la température des tissus augmente, ce qui dilate les pores, et permet une meilleure pénétration. (8 fois plus de NanoCom (avec ou sans dox) dans les cellules cancéreuses irradiées par les infrarouges qu’ailleurs d’après la publication)
  • Le deuxième effet, sans doute le plus important, est de dénaturer le polymère, thermosensible, qui relargue alors la doxorubicine
NanoCom-Dox2

NIR Laser = Laser Proche Infra-Rouge (Near Infra-Red)
Size Shrunk = rétrécissement du NanoCom (qui perd ses « dox »)
Drug Released = relargage de la doxorubicine

Bon, il ne semble pas que les résultats anti-tumoraux soient actuellement suffisants pour sauter de joie, mais c’est un beau travail, qui démontre, à nouveau, tout l’intérêt qu’il faut porter aux « vecteurs » des molécules anticancéreuses

« Near Infrared Laser-Induced Targeted Cancer Therapy Using Thermoresponsive Polymer Encapsulated Gold Nanorods«  Z. Zhang et al.J. Am. Chem. Soc. 2014, ASAP

Sur les anti-cancéreux vectorisés, vous pouvez aussi lire ici même « Les anti-cancéreux aussi ont leurs drones« 

About Mr Pourquoi

Ce blog est né il y a quelques années du désir de parler des sciences, de toutes les sciences, depuis les plus insignifiants phénomènes qu’on peut rencontrer dans la vie courante, jusqu’aux sujets de recherche les plus pointus, particulièrement en chimie, et pharmaceutique. Je suis agrégé de chimie, docteur en chimie organique, et actuellement prof en lycée en France, et aussi, (et surtout ! ) un père heureux d’une famille (très) nombreuse.
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